Argonové svařování (45 fotografií): princip argonového svařování, argonové obloukové svařování a další typy. Jak vařit pro začátečníka? Svařování bronzu, železných kovů a dalších materiálů

Svařovací proces prováděný v prostředí ochranného plynového mraku je moderní technologií, jejíž všestrannost umožňuje spojovat slitiny železných a neželezných kovů různých tlouštěk a vlastností. Argonová oblouková metoda elektrického svařování kombinuje dva způsoby provádění práce: svařování plynem a svařování elektrickým obloukem. Díky ochraně svařovacího procesu inertním plynem je možné spojovat jak velké průmyslové díly, tak miniaturní šperky.

Co je to?

Argonové svařování vyžaduje povinné použití elektrického oblouku a inertního plynu během pracovního procesu. Cílem této technologie je spolehlivě ochránit svarovou lázeň před oxidací povrchu kovových hran., který vzniká vlivem kyslíku při tavení kovu a snižuje pevnost svaru.

Argon patří do třídy inertních plynů, ale pokud jej porovnáte s heliem, náklady na argon jsou výrazně nižší a jeho spotřeba je mnohem nižší.

Z tohoto důvodu si argon získal popularitu a je široce používán pro svařování. Inertní plyn argon má určité vlastnosti, které jsou následující:

• plyn je několikrát těžší než vzduch, proto je během svařování kyslík aktivně vytlačován z dutiny svarové lázně – tak je kov chráněn před oxidací;
• Argon je chemicky inertní, takže nereaguje s jinými látkami včetně kovu.

Svařování v argonovém prostředí je povoleno s použitím wolframových netavitelných nebo konvenčních spotřebních elektrod. Volba typu elektrody závisí na tom, jaké materiály mají být spojovány svařováním. Speciální referenční knihy, které uvádějí typ materiálu a doporučený průměr elektrody, stejně jako její rozmanitost, usnadňují výběr elektrod. Argonové obloukové svařování má své specifické výhody a řadu nevýhod. Výhody metody jsou:

• V důsledku účinné ochrany je svar pevný a bez strusky a cizích nečistot;
• Během procesu svařování se kov mírně zahřívá, takže se svařované obrobky nedeformují, což umožňuje pracovat i s nejsložitějšími a nejkritičtějšími strukturami;
• je možné spojovat nejen materiály podobného složení, ale také různé slitiny kovů, které nelze spojovat za jiných podmínek;
• Použití elektrického oblouku vytváří vysokoteplotní režim, který umožňuje provádět práci intenzivním tempem.

Nevýhody spojené s elektrickým svařováním v argonovém plynovém oblaku:

• svařovací zařízení podléhá přesným a komplexním úpravám;
• Technika svařování je poměrně složitá a vyžaduje teoretické znalosti a praktické dovednosti, proto není vhodná pro začínajícího svářeče.

Elektrické svařování kovů, prováděné v ochranném oblaku inertního plynu, je exkluzivní a žádný jiný způsob spojování kovů nemá tak kvalitní výsledky, jaké jsou dosahovány touto metodou.

Popis druhu

Argon-elektrické ruční svařování, prováděné v prostředí inertního plynu, je regulováno normami GOST 14771, které stanoví vlastnosti spojovacích švů, stanoví tloušťku kovových polotovarů a stanoví vlastnosti spojovaných materiálů. Požadavky normy zahrnují předpisy týkající se provádění prací s použitím určitých elektrod a použití přísad. Pokud se svařování provádí netavitelným typem elektrody, pak se s ní navíc používá tavidlo a v případě, že se svařování provádí stavnou elektrodou, není potřeba žádný přídavný kov.

Argonové obloukové svařování se provádí plynovým vstřikováním, což umožňuje zpevnění švu nejen zvenčí, například při svařování trubky, ale také zevnitř. Vstřikování inertního plynu zpevňuje všechny vrstvy svaru, počínaje jeho kořenem, zatímco nános roztaveného kovu je měkčí a svar je stabilnější a pevnější. Tento způsob elektrického svařování se provádí několika způsoby.

MMA

Svařování argonem, které se provádí ručně pomocí wolframových elektrod. Svářeč samostatně pohybuje plynovým hořákem a řídí proces podávání drátu elektrody, který je nekonzumovatelného typu. Proces probíhá přímo v poli elektrického oblouku, které je tvořeno elektrodou.

Při použití střídavého proudu se pulzním bodovým svařováním spojuje pouze ocel bohatá na uhlík.

Pomocí stejnosměrného proudu je možné spojovat nejen uhlíkové, ale i nerezové typy slitin včetně hliníku.

TIG

Používá se pro ruční i automatické svařování pomocí inertního plynu a wolframových elektrod. Hliník a slitiny, které jej obsahují, je přípustné spojovat střídavým proudem. Pokud zvolíte stejnosměrný proud, je možné připojit nerezové a uhlíkové slitiny. V automatickém svařovacím režimu se používá tavná elektroda a dálkově lze ovládat pohyb hořáku a podávání svařovacího drátu. V moderních průmyslových podmínkách se svařování trubek z nerezových slitin provádí pomocí robotických zařízení.

MIG

Argonové svařování poloautomatického typu s použitím svařovacích elektrod. Tato technologie zahrnuje použití střídavého proudu. Spojovat lze uhlíkovou a nerezovou ocel, stejně jako hliník a jeho slitiny. Argonové obloukové svařování mechanického typu s tavnými elektrodami rovněž patří do skupiny MIG.

Ke svařování výrobků z nerezové oceli se používá poloautomatický svařovací stroj využívající argon.

Terminologie svařovacích procesů pomocí inertního plynu se může zdát začátečníkovi složitá, ale zkušení specialisté ji snadno pochopí. Při provádění svařovacích prací s argonem je nutné se řídit normami GOST – jejich implementace zaručuje spolehlivý a čistý svar, který splňuje kritéria kvality.

Režimy

Režim svařování je třeba chápat jako volbu směru elektrického proudu a jeho polarity při nastavování svařovacího zařízení. Určení režimu elektrického svařování závisí na fyzikálních vlastnostech a chemických vlastnostech kovu, se kterým se má pracovat. Například, Pro spojování konstrukcí z odolné oceli zvolte stejnosměrný proud s přímou polaritou a pro svařování měkkého hliníku a jeho slitin budete muset zvolit stejnosměrný proud s obrácenou polaritou.

Důležitým parametrem je také síla elektrického proudu, která se určuje v závislosti na tloušťce kovových obrobků, tloušťce svařovací elektrody a zvolené polaritě elektrického proudu.

Uvedené parametry nastavení svářečky a charakteristiky kovu jsou vzájemně propojeny. Často zkušení svářeči mnohaletou praxí určí nejlepší poměr parametrů, které jsou pro spojování kovů nejvhodnější. Parametry pro nastavení režimů svářečky jsou uvedeny v tabulce.

Síla elektrického proudu, Ampér

Velikost svařovací elektrody, mm

Tloušťka spojovaných obrobků, mm

Při správném zvolení všech nastavení svářečky a použití krátkého svařovacího oblouku lze provést vysoce kvalitní svar. Při provádění prací v prostředí inertního plynu je nutné hlídat jeho spotřebu. Nejekonomičtější možností spotřeby je laminární přívod plynu, to znamená, že při přívodu plynná látka vychází rovnoměrně, bez pulzujících částí a míchání.

Zařízení a vybavení

Princip činnosti při provádění argonového svařování spočívá v použití široké škály zařízení nezbytných pro tento účel.

Univerzální zařízení pro elektrické svařování plynem typu argonu jsou zpravidla vybavena všemi potřebnými zařízeními a jsou sériově vyráběna.

Všechna zařízení, která svářeč používá pro svařování argonovým obloukem, lze rozdělit do 3 typů:

• specializované zařízení, které se používá pro identické kovové polotovary;
• speciální zařízení, která plní specifické funkce a používají se pro svařování identických obrobků;
• univerzální zařízení, které je vhodné pro provádění všech typů svářečských prací.

K provádění svařování v argonovém prostředí nestačí pouze svařovací stroj; k provedení procesu budete muset připravit následující vybavení:

• plynový hořák s keramickou tryskou;
• transformátory, z nichž jeden se používá pro svařovací stroj s napětím elektrického proudu do 70 V a druhý je nutný k napájení spínacích zařízení;
• oscilátor, který je připojen paralelně k místu napájení a používá se k zapálení oblouku při práci s nekonzumovatelnými výplňovými tyčemi;
• výplňový drát nebo wolframové elektrody;
• plynové lahve obsahující směs s inertním plynem;
• přívodní hadice a redukce argonu;
• stykač, který bude dodávat elektrický proud do plynového hořáku;
• spínač reléového typu používaný pro připojení nebo odpojení oscilátoru se stykačem;
• elektroplynový ventil potřebný k napájení střídavým nebo stejnosměrným elektrickým proudem;
• držák pro upevnění svařovací elektrody;
• elektrostatický odlučovač pro oscilátor, řídící vysokonapěťové impulsy;
• stabilizátor proudu;
• ochranná maska, speciální oděv a rukavice pro svářeče.

Moderní technologie svařování v prostředí inertního plynu umožňují provádět svarové spoje obrobků se silnými hranami.

K tomuto účelu se používají speciální zařízení, například hořák, který může používat více wolframových elektrod současně, což zajišťuje pevný svar a výrazně urychluje proces svařování.

Používané druhy argonu

Stupně inertního plynu jsou regulovány normami GOST 10157-79, podle kterých existují 3 typy směsí s různým procentem hlavní složky – argonu:

• stupeň A – skládá se z 99,99 % argonu a je určena pro spojování kovů vzácných zemin, jako je zirkonium nebo titan, obsahující chemicky aktivní složky, a taková směs plynů se také používá pro montáž konstrukcí zvláštního významu, kde je kvalita svaru určována vysokými standardy;

• značka B – sestává z 99,96 % argonu a používá se ke spojování kovových slitin hořčíku nebo hliníku, které jsou rozpustné v plynném prostředí;

• značka B – skládá se z 99,90% argonu a používá se ke spojování nerezové oceli, dále umožňuje spojování vysoce pevných a žáruvzdorných slitin včetně čistého hliníku.

Všechny značky plynu používané pro argonové obloukové svařování jsou certifikované a splňují normy GOST.

Funkce procesu

Práce na spojování neželezných slitin a odlévání železného kovu v prostředí argonu vyžaduje určitou zručnost, takže pro začátečníka nebude snadné svařovat takové polotovary vlastníma rukama. Při provádění svářečských prací je třeba mít na paměti, že titan, měď, hliník, silumin a bronz mají ve srovnání s litinou a ocelí fyzikální a chemické rozdíly. Při tavení oceli nebo neželezných slitin má tekutý kov vlastnost absorbovat nečistoty vzniklé v důsledku tavení pod vlivem vysokých teplot, což vede k přítomnosti pórovitosti ve svaru. Inertní plyn používaný k ochraně roztaveného kovu zabraňuje pronikání cizích tavných produktů do svarové lázně, čímž dochází ke zpevnění svaru.

Argonové obloukové svařování je univerzální metoda, jejíž technologie se používá k opravám železa karoserie, vnitřního rohu dveří automobilu, hliníkových prvků karoserie a olejové vany, k instalaci přídavných zařízení a svařování tenkých kovů. Často se k provádění takové práce používá technika použití plynu s dmýcháním a spotřeba argonu, i v tomto případě, bude při jeho použití menší než spotřeba helia. Díly mohou být spojeny mezi sebou nebo překryty; nejčastěji se pracuje s nekonzumovatelnou wolframovou elektrodou a k zapálení elektrického oblouku se používá oscilátor.

Získání vysoce kvalitního a odolného švu je možné při dodržení technologie práce.

Hlavním bodem je předběžná příprava kovu pro svařování: Hrany určené ke spojení se očistí od povrchového oxidového filmu a následně odmastí rozpouštědlem. Základem svařování je podávání netavitelné elektrody, která se musí před použitím naostřit pod ostrým úhlem 25–30°, pokud se mají spojovat obrobky z titanu, oceli nebo mědi. Pro spojení hliníku není potřeba elektrodu brousit, protože při zapálení se na ní vytvoří zaoblená housenka, která vytvoří svarovou lázeň.

V závislosti na typu svařovaných materiálů se volí přídavný kov. Může to být hliníkový drát, drát z nerezové oceli, stejně jako měděno-niklové nebo mosazné tyče. Složení slitiny přídavných materiálů je uvedeno v příslušné referenční knize označením umístěným na konci tyče. Kromě toho je důležité vybrat správný svařovací stroj. Například pro spojení měděné části s hliníkem, jehož tloušťka nepřesahuje 7 mm, budete potřebovat výkonné průmyslové svařovací zařízení, které poskytuje výkon až 400-500 A. Důležitou podmínkou je nastavení zařízení před zahájením práce a síla proudu a napětí se volí na základě velikosti wolframové nebo běžné elektrody.

Při podávání svařovacího drátu závisí prodloužení tyče na typu svarového spoje, např. u rohových svarů by prodloužení mělo přesáhnout 2 mm. V případech, kdy wolframová elektroda vyhoří příliš rychle, je třeba její prodloužení zmenšit.

Moderní stroje mají možnost „Vyplňování kráterů“, která se používá k zajištění hladkého zhášení oblouku po dokončení tvorby svaru. Pokud se například provádí spojování dílů o tloušťce 3 mm, pak se hodnota tohoto parametru nastaví na 2–3 sec. Kromě toho je před svařováním nastaveno předběžné foukání pracovní oblasti. Tato akce je nezbytná k tomu, aby se zabránilo vzniku vad svaru během práce, protože v nechlazeném kovu se objevuje pórovitost. Pořadí procesu svařování je následující:

• okraje jsou vyčištěny, a pokud je materiál poměrně silný, vytvoří se úkosy pro svarový šev a poté se kovový povrch odmastí;
• všechny části jsou upevněny speciálními svorkami, po kterých můžete zahájit proces svařování;
• zapálit elektrický oblouk, a pokud je tento postup kontaktní, pak se stiskne tlačítko na hořáku a elektroda se dotkne jednoho z okrajů kovu, ale při bezkontaktním zapálení není takový dotyk nutný;
• dalším krokem je vytvoření svařovací lázně, za tímto účelem je přípustné provést několik příčných oscilačních pohybů svařovací elektrodou na spojovaném materiálu v oblasti svarového švu, přičemž přídavný kov by se měl začít tavit a rovnoměrně rozkládat ve svařovací lázni;
• Během procesu fouká přes svařovací oblast inertní plyn, ale to by mělo být provedeno mírně, aby nedošlo k potřísnění kovu a narušení jeho tavení.

Zkušení svářeči doporučují spojovat tenké plechy bez použití přídavného kovu. Pro vytvoření svaru je wolframová elektroda umístěna pod mírným úhlem tak, že okraj jednoho plechu je přitavený k okraji druhého plechu.

Více informací o argonovém svařování viz níže.